• Allgemein

    In diesem Kurs lernen Sie die Thermische Bauteilaktivierung kennen (hier mit TBA abgekürzt) - wie sie funktioniert, wo sie eingesetzt werden kann.

    Bauherrn bzw. Bauträger finden wichtige Hinweise für die Projektentwicklung, sowie bereits realisierte Beispiele.

    Planende finden zudem einen Überblick über Planungsgrundsätze und Verweise für die konkrete Planung.

    + Lernquiz mit praktischen Fragen und Aufgaben!

  • TBA - Steckbrief

    Warum Thermische Bauteilaktivierung zunehmend relevant wird
    • Neubauten haben den Niedrigstenergie-Standard zu erreichen und sind weitgehend mit erneuerbaren Energien zu betreiben.
    • Wärme wird vermehrt durch strombetriebene Wärmepumpen, aber auch solarthermische Anlagen bereitgestellt.
    • Die Windkraft spielt für die Stromerzeugung vor allem im Winter bereits jetzt eine tragende Rolle, ein weiterer  Ausbau ist zu erwarten. Da Wind bekanntlich nicht gleichmäßig weht, steigt damit auch der Bedarf an Energiespeichern.

    Es macht einen Unterschied, zu welchem Zeitpunkt Strom für Wärme/Kälte bezogen wird. Gebäude, die Strom dann beziehen können, wenn die Produktion hoch und der Preis niedrig ist werden von günstigeren Tarifen profitieren. Dazu braucht es Energiespeicher. 

    Vorhandene Speichermassen thermisch zu aktivieren ist eine besonders wirtschaftliche Maßnahme
    • Der Neubau floriert in Österreich, etwa 50.000 Wohnungen in neuen Wohngebäuden werden derzeit pro Jahr baubewilligt. Die mit den Neubauten hergestellten Speichermassen gewinnen damit an Bedeutung.
    • Beim derzeitigen Neubauvolumen werden pro Jahr etwa 4 Millionen Quadratmeter  Betondecken hergestellt. Würden in den nächsten 10 Jahren 10 Mio m² Betondecken thermisch aktiviert, so könnte damit eine Speicherkapazität genutzt werden, mit welcher die Schwankungen der Stromerzeugung fast zur Gänze ausgeglichen werden könnten.

    TBA

    Die thermische Bauteilaktivierung ist im Grunde eine einfache Technologie
    • Rohrleitungen werden in massiven Bauteilen verlegt, durch die Wasser als Heiz- bzw. Kühlmedium fließt. Die aktivierten Bauteile nehmen über ihre gesamte Fläche Wärme auf oder geben sie wieder ab – je nach Heiz- oder Kühlsituation.
    • Durch die großen Übertragungsflächen können die Systemtemperaturen sehr niedrig gefahren werden (Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Raumluft 4 °C). Mit diesen geringen Vorlauftemperaturen arbeiten Wärmepumpen besonders effizient.
    • Ein praktischer Selbstregelungseffekt stellt sich bei niedrigen Vorlauftemperaturen ein: Sobald die Raumtemperatur die Temperatur des aktivierten Bauteils erreicht, kann dieser keine Wärme mehr abgeben.
    • Die Stärken üblicher Betondecken reichen für eine thermische Aktivierung aus, es wird kein zusätzlicher Beton benötigt.
    • Zum Kühlen eignen sich die freie Rückkühlung über Erdwärmetauscher, Grundwasserkühlung oder Kaltwassersätze.
    • Kombinationen mit Erdsonden und Erdspeichern, mit thermischen Solaranlagen und Fernwärme sind möglich.

     

    Die thermische Bauteilaktivierung aus Sicht der Nutzer

    In Gebäuden mit geringen Heizlasten (maximal 25 Watt/m²) ist eine aktivierte Decke ein komfortables Heizsystem.

    • Deckenflächen stehen praktisch immer ausreichend zur Verfügung. Da der Infrarotanteil der Strahlung besonders hoch ist, werden Seitenwände und Fußboden auch erwärmt. Bei den geringen Temperaturdifferenzen zwischen Oberfläche und Raumluft von maximal 4 K ist eine Ortung der Strahlung trotzdem nicht möglich, was wiederum wichtig für den Komfort ist.  
    • Es sind grundsätzlich keine Heizkörper erforderlich, da das System aber träge ist, können kleine Heizkörper, z.B. im Bad über den Warmwasserkreislauf gespeist, vorgesehen werden.
    • Im Sommer kann über die großen Flächen mit Wassertemperaturen um 20 °C sehr wirtschaftlich gekühlt werden.
    • Das Anbohren der Rohrregister muss, wie auch bei Stromleitungen, verhindert werden. Die geringen Temperaturbelastungen und hochwertige Rohrmaterialien ohne Kupplungen in betonierten Bauteilen ermöglichen ein wartungsfreies und langlebiges Wärmeabgabesystem.
    • Die Wirtschaftlichkeit kann im Neubau dem Vergleich mit einer Fußbodenheizung standhalten.

       

    Haus

     

    Die thermische Bauteilaktivierung aus Sicht der Bauträger

    Erfahrungen gibt es seit vielen Jahren, da die Bauteilaktivierung im Gewerbebau seit langem Standard ist. Jetzt erwarten Fachleute, dass sich die Bauteilaktivierung auch im Wohnbau durchsetzen wird, da der schrittweise eingeführte Niedrigstenergiestandard dafür sorgt, dass die thermische Qualität der Gebäude so gut sein wird, dass diese Technologie sehr gut eingesetzt werden kann.

    • Die komfortable Kühlfunktion kann praktisch ohne Zusatzaufwand besonders kostengünstig angeboten werden
    • Der Entfall von Heizkörpern verbessert die Nutz- und Möblierbarkeit. Um jederzeit und rasch besonderen Wärmebedürfnisse zu entsprechen, können dennoch (sehr kleine) Heizkörper vorgesehen werden.
    • Die Energie- und Betriebskosten sind üblicherweise vergleichsweise günstig, das Risiko für hohe Energiekosten in der Zukunft ist gering (politische Überraschungen sind hier schwer absehbar, siehe Entscheidung zu Dieselfahrverboten in Deutschland).

     

    Leitfaden

    Der Planungsleitfaden Thermische Bauteilaktivierung (pdf, 14 MB) zeigt die Voraussetzungen für TBA und Varianten der Energiesysteme. Die Planungsgrundlagen werden mit einem Berechnungsbeispiel verständlich. Die Grundsätze sind weitgehend auch für größere Gebäude anwendbar. 
     

    Hintergrundinformation:

  • Bauphysik

    Ausgewählte Grundlagen

    Den erfolgreichen Einsatz einer Bauteilaktivierung können Sie mit einigen Grundlagen aus der Bauphysik beurteilen und planen:

    1. Wieviel Wärme kann in einem TBA-System übertragen werden? Wie hoch ist der Strahlungsanteil?

    2. Wieviel Wärme kann gespeichert werden? 

    3. Wie gut muss die Gebäudehülle sein, damit Heizen bzw. Kühlen allein mit Bauteilaktivierung zu empfehlen ist?

     

    Abschätzen können Sie damit auch:  

    • Wie groß soll die aktivierte Bauteilfläche sein?

    • Welche Baukonstruktion eignet sich (Deckenaufbau, Positionierung und Abstand der Rohre)?

     

    1. Wärmeübertragung

    Wo immer es Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturen gibt, fließt Wärmeenergie von warm nach kalt, so lange bis ein Ausgleich geschaffen ist. 

    Wärmeübertragung erfolgt auf verschiedene Weise: 

    • Wärmestrahlung: elektromagnetische Wellen
    • Konvektion: bewegte Luft
    • Wärmeleitung: im Bauteil, vom Heizwasser an das Rohr, weiter an den Beton
    • Verdunstung: Kondensationswärme, Verdunstungskälte 

     

    1.1 Wieviel Wärme kann über aktivierte Flächen grundsätzlich übertragen werden?

    Der Wärmeübergangskoeffizient α beschreibt, wieviel Energie die Oberfläche eines Bauteile abführen oder abgeben kann. Da Wärme aufsteigt, unterscheiden sich in einem Raum die Werte je nach Richtung des Wärmestroms.

    Abbildung: α-Werte für Heizen und Kühlen (blau) für rasche Abschätzungen (leicht zu merken: 6, 8, 10!) (P. Holzer)

     

    Beispiel: Bauteil-aktivierte Fläche 100 m², Temperaturunterschied Betonoberfläche - Luft: 4 K

    Welcher Wärmestrom Φ stellt sich ein (Phi, in Watt), welche Heizlast bzw. Kühllast kann ich damit (maximal) decken?

     

    Φ = α · (T1 - T2) · A

    α ... Wärmeübergangskoeffizient für die Deckenuntersicht; Heizfall α = 6,5 W/m²K, Kühlfall α = 10,8 W/m²K (normgemäß)

    A ... Fläche in m², T1 ... Temperatur Decke, T2 ... Temperatur Raumluft, in Kelvin

      

    Heizfall:  6,5 * 100 * 4 = 2600 W, Heizlast 26 W/m²

    Kühlfall: 10,8 * 100 * 4 = 4320 W, Kühllast 43 W/m²

    Das Ergebnis berücksichtigt noch nicht die Wärmetransporte im aktivierten Bauteil → s.u. Auslegung des Rohrregisters!

     

    1.2 Der Wärmestrom vom Rohrregister nach unten zur Deckenoberfläche und nach oben

    kann ebenfalls berechnet werden. Damit ist erkennbar, welcher Anteil der Wärme nach unten abgegeben wird und wieviel nach oben, z.B. in eine darüber liegende Wohnung abgegeben wird. Durch Variation des Deckenaufbaus, der Lage und des Abstandes der Rohrregister können Sie optimieren. Beispiel  (Dr. Klaus Krec)

    Isothermen2

    Abbildung: Schnitt einer modellierten TBA-Decke. Deckenaufbau: 1,0 cm Bodenbelag, 6,0 cm Zementestrich, 3,0 cm Trittschalldämmung, 10,0 cm Dämmschüttung, 25,0 cm Stahlbetondecke (© Dr. Klaus Kreč)

    Die Isothermen zeigen Linien gleicher Temperatur. Ein enger Abstand zeigt starkes Temperaturgefälle (ähnlich Höhenschichtenlinien) und hohen Wärmefluss. Erkennbar ist, dass dank der Trittschalldämmung auf der Betondecke nur sehr wenig Wärme nach oben entweicht.

     

    1.3 Die Wärmeabgabe oder Wärmeaufnahme einer aktivierten Decke, abhängig vom Rohrabstand

    Je enger der Rohrabstand, desto mehr Wärme kann abgegeben bzw. aufgenommen werden - höherer thermischer Leitwert. 

    Φ = Λ · (T1 - T2) · A

    Φ [W] ... Wärmeabgabe- bzw. Wärmeaufnahmeleistung der gesamten aktivierten Decke (entspricht Q Punkt)

    Λ [W/m2K] ... auf die Fläche der aktivierten Decke bezogener thermischer Leitwert 

    T1 ... Temperatur Decke, T2 ... Temperatur Raumluft

    A ... Fläche in m²

     

     Leitwerte

    Abbildung: Leitwerte zur raschen Orientierung (Betonüberdeckung: 5,0 cm, unverputzt; Rohr 17 x 2,0; Rohrdurchmesser hat geringen Einfluss)

     

    Beispiel wie oben, zusätzlich Achsabstand der Rohre mit 0,4 m berücksichtigt. Bauteil-aktivierte Fläche 100 m², Temperaturunterschied hier aber zwischen Heiz- bzw. Kühlmedium und Raumluft zu berücksichtigen, Annahme 5 K

    Welche Heizlast kann ich decken? 3,2 * 5 * 100 = 1600 W, Heizlast ca. 16 W/m²

    Verringerung des Rohrabstandes auf 0,2 m: 5 * 5 * 100 = 2500 W, Heizlast 25 W/m² → Anforderung an die Gebäudehülle

    Weiter im Abschnitt Gebäudetechnik, dort finden Sie auch einen einfachen Registerflächenrechner (Excel)!

      

    1.4 Temperaturverteilung und Strahlungsanteil

    ... sind für den Komfort ausschlaggebend. Die Temperaturverteilung ist bei TBA-konditionierten Gebäuden mit gutem Wärmeschutz sehr gleichmäßig:

    Strahlung

     

    Der Strahlungsanteil wird von Vertretern verschiedenster Heizungssysteme argumentiert und interessiert die Kunden.

    Wenn Strahlung auf einen Bauteil trifft, erwärmt sie diesen. Somit können auch Fußboden und Wände die nicht aktiviert sind Wärme aufnehmen, speichern und wieder abgeben. Die Beheizung über eine große Fläche von der Decke mit geringen Temperaturunterschieden erzeugt praktisch keine Luftbewegung, der Strahlungsanteil ist daher im Vergleich zu allen anderen Beheizungen am höchsten. 

    Strahlung

     

    Wie viel der Wärme über Strahlung bzw. über bewegte Luft abgegeben wird, ist relativ einfach berechenbar:

    Der Strahlungsanteil eines Bauteils wird mit dem  "schwarze Körper" verglichen, der alle auf ihn eintreffenden elektromagnetischen Wellen (Licht, Wärme) absorbiert und als Wärme abgibt. Wesentliche Parameter: 

    hro .... Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung des schwarzen Körpers, abhängig von der Temperatur des Körpers und der Umgebung

    ε ... Emissionsgrad der Oberfläche des Bauteils (Beton, Putz: 0,93, weitere Werte siehe z.B. Rechner)

    Beispiel und einfacher Excel-Rechner

     

    2. Wärmespeicherung 

    Durch Erhöhung seiner Temperatur lässt sich der Energieinhalt eines Körpers steigern.

    Die erforderliche Temperaturdifferenz, um eine bestimmte Energiemenge U speichern zu können, ist abhängig von der spezifischen Wärmespeicherkapazität des Körpers: 
     
    ΔU = c · ΔT
    Einheit Beton Wasser
    Dichte  [kg/m³] 2.300 1.000
    spez. Speicherkapazität c  [J/kgK] 1000 4.190
    spez. Speicherkapazität c  [KJ/m³K]
     

     

    Beispiel:

    Aktivierte Masse 200 t Beton (entspricht ca. 86 m³, z.B. 260 m² Betondecke), Temperaturänderung + 4 K

    1) Welche Energiemenge kann eingespeichert werden (gleichmäßige Erwärmung vorausgesetzt)?

    2) Welche Menge an Wasser wäre erforderlich, um die gleiche Energiemenge zu speichern, wenn hier die Temperaturerhöhung 40 K beträgt?

     

    Auflösung: 

    1) 222 kWh, aber: mit Bauteilaktivierung ist eine vollständige Ausnutzung der Speicherkapazität praktisch nicht erreichbar!

    2) 222.000 Wh = 1,16 Wh/l,K * 40 K * x l → 4,7 m³ Wasserspeicher

    Der Vergleich zeigt: die Speicherkapazität von (ohnehin vorhandenem) Beton ist auf Grund der höheren Dichte durchaus relevant. 

    Da auf Grund der Wärmeflüsse in Betonbauteilen mit Dämmschichten keine gleichmäßige Erwärmung erreicht wird, verwenden Sie folgenden Richtwert:

    Wärmespeicherkapazität 0,11 kWh/m²K für eine 25 cm Betondecke

     

    3. Anforderung an die Gebäudehülle

    Die Gebäudeheizlast ist das wesentliche Kriterium, ob eine Thermische Bauteilaktivierung unter Komfortbedingungen möglich ist. Die Qualität der Gebäudehülle muss sicherstellen: 

    Raumheizlast max. 25 W/m² Nutzfläche 

    In Bezug auf die Heizlastberechnung ergibt sich allerdings derzeit das Problem, dass eine normgemäße Heizlastberechnung gemäß ÖNORM EN 12831 und ÖNORM H 7500-1 für den Niedrigenergiehausstandard nicht geeignet ist. Die Norm-Heizlastberechnung gemäß ÖNORM H 7500-1 führt für Niedrigenergie- und Passivhäuser zu unsinnigen Überdimensionierungen. 

    Bis zum Erscheinen einer Heizlast-Norm für thermisch hochwertige Gebäude (ÖNORM H 7500-2; im Projektstadium) kann zur Entscheidung ergänzend eine Heizlastberechnung des Passivhausprojektierungspakets (PHPP) empfohlen werden. 

     

    Unterlagen: 

  • Komfort

    Sieben Argumente zum Thema Komfort

    1. Warme Luft steigt auf, je wärmer im Vergleich zur Umgebungsluft, desto stärker ist die Luftbewegung. Die Oberflächen großflächiger Heiz- und Kühlsysteme sind nur um wenige Grad wärmer bzw. kälter als die Raumluft. Die Wärme wird daher kaum über bewegte Luft übertragen.

    2. Thermisch aktivierte Decken wirken fast vollständig als Strahlungsheizung bzw. -kühlung. Wärmestrahlung ist masselos; sie ist von der Schwerkraft unabhängig und kennt kein „oben“ oder „unten“

    3. Thermisch aktivierte Decken haben einen noch höheren Strahlungsanteil als Fußbodenheizungen. Staub wird nicht aufgewirbelt und verteilt, kein "Heizungsgeruch". 

    4. Der Strahlungsaustausch wird besonders wirksam, wenn verschieden temperierte Flächen einander gut „sehen“. Bei der thermisch aktivierten Decke trifft dies insbesondere auf den Fußboden zu. Die Befürchtung, wonach bei beheizter Decke der Fußboden kalt bleibt, ist somit unbegründet. 

    5. Die Abstände zwischen den beheizten und den unbeheizten Flächen spielen praktisch keine Rolle

    6. Die gleichmäßigen Oberflächentemperaturen in einem mittels TBA beheizten oder gekühlten Raum sorgen für sehr hohe thermische Behaglichkeit (keine Strahlungstemperatur-Asymmetrie). Die Temperaturunterschiede zwischen aktivierter Decke und Raumluft betragen maximal etwa 4 °C. Ein Überheizen ist ist wegen des Selbstregeleffektes praktisch unmöglich. 

    7. Keine Einschränkung der Raumnutzung durch Heizkörper oder Kühlgeräte. 

    Diese 7 Punkte beschreiben allgemein, dass und wie Komfort sichergestellt werden kann.

     Unbehaglichkeit durch ungleichmäßige Temperaturverteilung

    Abbildung: Untersuchungen haben eindeutig gezeigt, dass Temperaturunterschiede von Oberflächen Unbehagen auslösen können (Fanger et al.)

     

    Drei Bedenken, die Sie beachten sollten

    • Bauteilaktivierungen sind auf Grund der großen Massen ein träges Heizsystem, ein rasches Aufheizen ist kaum möglich. 
    • Eine spürbare, sichtbare Wärmequelle fehlt ("... wo trockne ich die nassen Socken?")
    • Es könnte zu Überwärmungen kommen, wenn Wärme in eine Decke eingespeichert wurde, die Sonne aber unerwartet scheint. Der Raum kann keine Wärme mehr in die Decke abgeben.

    Diese Bedenken können ggf. durch entsprechende Maßnahmen zerstreut werden: kleine Heizkörper z.B. im Bad in den Warmwasserkreislauf integriert, Regelung mit Wetterprognose ...

     

    Thermische Behaglichkeit, normative Nachweise

    Die Behaglichkeit wird in der Planung festgelegt. Zur Absicherung kann ein normativer Nachweis hilfreich sein.

    Thermische Behaglichkeit ist gegeben, wenn die Lufttemperatur, Oberflächentemperatur, Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit innerhalb bestimmter Komfortbereiche bleiben.

    Sehr anschaulich und einfach können Sie mit dem kostenlosen Programm Thesim  das thermischen Verhalten eines Raumes simulieren (im periodisch eingeschwungenen Zustand, Periodenlänge: 1 Tag), z.B. für normgemäße Sommertauglichkeitsuntersuchungen (gemäß EN ISO 13791 oder ÖNorm B 8110-3).  

    Empfehlung:

    Den geeigneten Nachweis für den Thermischen Komfort legen Planer Bauherrn/Nutzer gemeinsam fest.

    (Gilt nicht nur für Bauteilaktivierung, sondern z.B. auch für Sommertauglichkeit!)

    Zur Methodik des Nachweises für den Thermischen Komfort gibt es zwei konkurrierende Norm-Konzepte:

     
    ÖNORM EN ISO 7730

    Thermischer Komfort gemäß Fanger, abhängig von: 1) Aktivität 2) Raumlufttemperatur 3) Strahlungstemperatur 4) Luftgeschwindigkeit 5) Relative Feuchte 6) Bekleidung.

    Globaler Komfort in Abhängigkeit von physikalischen Rahmenbedingungen, Aktivität und Bekleidung, unabhängig von zeitlicher Entwicklung des Außenklimas. Einteilung des Komforts in Klasse A, B, C und unbehaglich. Um Komfort zu gewährleisten, müssen auch Kriterien für die Vermeidung von lokalem Diskomfort erfüllt sein (Strahlungsasymmetrie, Fubbodentemperatur, vertikaler Gradient der Raumlufttemperatur, Turbulenzgrad Luft). 

    Kritik an Modell Fanger: Adaption des menschlichen Körpers an Umgebung ist nicht berücksichtigt. Kennwerte wurden im Labor ermittelt, diese Situation kann man nicht auf reale Situationen übertragen. Schwüle ist nicht ausreichend berücksichtigt. 

     
    ÖNORM EN 15251

    Anpassung des menschlichen Körpers an heiße Perioden. Zusätzlich zu Einflussfaktoren von ISO 7730 hängt die Empfindung von thermischen Komfort vom gleitenden Mittelwert der Außenlufttemperatur ab [Nicol und Humphreys 2010]. Anwendbar auf Gebäude ohne aktive Kühlung

    Einteilung des Komforts in Klasse I, II und III und unbehaglich. Adaption des menschlichen Körpers gemäß EN 15251:

    Voraussetzungen:

    • Gebäude ohne aktive Kühlung
    • Nutzer können Bekleidung an eigene Anforderungen anpassen
    • Fenster sind öffenbar und können von den Nutzern nach eigenem Wunsch geöffnet werden Daraus folgt für empfundene Temperaturen:
    • akzeptable Temperaturen hängen von gleitenden Mittelwert der Außenlufttemperatur ab!
    • Einteilung in 3 Klassen (Klasse I: empfindliche Personen wie Kinder und alte Leute; Klasse II: Durchschnittliche Personen; Klasse III: Akzeptabel für Altbauten; Darüber nicht behaglich Feuchte: Klasse I: 60%, Klasse II: 65%, Klasse III 70%
    Nachteil: Temperatur und Feuchte müssen getrennt beurteilt werden. 
     

    Fazit:

    • Auslegung nach EN ISO 7730 für globalen thermischen Komfort im Winterhalbjahr, im Sommer mit Aktivierung auch EN 15251, Klasse B, bzw. II ausreichend
    • Maximale Temperaturänderung 1,1 K/h (Ashrae 55)
    • Strahlungsasymmetrie laut Modell Glück, <= 5% PPD (Unzufriedenen Anteil), d.h. für Deckenheizung/Kühlwand 8K Temperaturdifferenz
    • Zonieren wie eine Fußbodenheizung
     

    Weitere Hinweise: 

    Die Behaglichkeitsparameter, Lufttemperatur, Oberflächentemperatur, Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit werden im Behaglichkeitsfeld verortet. (Fanger'sche Gleichung in ISO 7730). Weiter ist es nach dieser Norm wichtig,

    • dass die Schwülegrenze bzgl. der Luftfeuchtigkeit nicht überschritten wird,
    • die Luftgeschwindigkeiten eng begrenzt bleiben (für Geschwindigkeiten unter 0,08 m/s wird die Zahl der Unzufriedenen bzgl. Zugluft kleiner als 6%)
    • die Differenz zwischen Strahlungs- und Lufttemperatur gering bleibt,
    • die Differenz der Strahlungstemperaturen in verschiedene Richtungen gering bleibt (weniger als 5 °C; sog. "Strahlungstemperatur-Asymmetrie")
    • die Raumlufttemperaturschichtung weniger als 2 °C zwischen Kopf und Fußknöchel bei einer sitzenden Person beträgt
    • die empfundenen Temperaturen sich im Raum von Ort zu Ort um weniger als 0,8 °C ändern.

    Zum letzten Punkt schreibt P.O. Fanger: "Je ungleichmäßiger das thermische Feld in einem Raum ist, desto größer ist die erwartete Anzahl der unzufriedenen Personen."

     
      

    Abbildung: Der Passivhaus-Standard bietet die besten Voraussetzungen für hohe Behaglichkeit. Die Werte entsprechen der höchsten Anforderung der ASHRAE “Komfortklasse A“. Die ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Airconditioning Engineers, www.ashrae.org) definierte drei Behaglichkeitsklassen.

    Grundlage sind umfassende Untersuchungen zur thermischen Behaglichkeit mit Versuchspersonen und deren Bewertung. Die Untersuchungen zeigten aber auch, dass auch bei optimalen Bedingungen immer ein Rest von ca. 5 % Unzufriedenen bleibt. ASHRAE Komfortklasse „A“, bedeutet, dass nur noch 6 % mit der thermischen Umgebung unzufrieden sind.

  • Baukonstruktion

    Die Grundlagen für die Konstruktionen einer TBA 

    Im Allgemeinen liegt das Rohrsystem in einer Zwischen- oder obersten Geschoßdecke. Auch Fundamentplatten und Decken zum Keller können aktiviert werden, allerdings ist dann ein Fußbodenaufbau vorhanden, der die Wärmeabgabe beeinträchtigt. Massive Wände können - je nach Wandbildner - auch aktiviert werden, eher ungünstig ist dabei aber die Möblierung.  

    Zwischendecke

    Abbildung: Die Rohrabstände betragen hier 20 cm. Am praktikabelsten ist die Positionierung auf der unteren Bewehrungslage. Je weiter unten, desto schneller regelbar. Keine Putzschicht oder abgehängte Decke. Fallweise wurde in einer eigenen, speziell starken Putzschicht verlegt; weil flinker und  leichter zugänglich, Speichervermögen aber deutlich verringert. Auf der Decke befindet sich der übliche Aufbau mit Dämmschicht etc. 

     

    Vor Rücklauftemperaturen

    Die geringen Temperaturen haben viele Vorteile:

    • der erwärmte Bauteil ist kaum zu orten, es ist überall angenehm warm
    • die Rohrsysteme werden wenig beansprucht, gut für die geforderte lange Lebensdauer 
    • Wärmepumpen arbeiten besonders effizient und sparsam, Solarwärme kann gut ausgenutzt werden
    • free cooling ohne maschinelle Kühlung reicht, keine Gefahr von Kondensation (kein Regen von der Decke!)

     

    Doppelmäander

    Abbildung: Die Verlegung "Doppelmäander" ermöglicht ausgeglichene Temperaturen auf der ganzen Fläche. Wie bei einer Fußbodenheizung können je nach lokalem Wärmebedarf die Leitungsführung und die Abstände der Rohre angepasst werden. 

      

    Fachgerechte Heizlastberechnung, maximale Heizlast 25 W/m²

    Lage der Rohrleitungen: Geschoßdecke unten bis mittig, Fundamentplatte unten

    Abstand Rohrleitungen 15 – 20 cm, Rohrlänge pro Heizkreis ca. 100 m bis 150 m

    → Verlegeplan

     

    Damit alles zusammenpasst und die vereinbarten Komfortansprüche gesichert werden, wird integral, vernetzt geplant.

      

    Für die praktische Ausführung der Konstruktion 

    Die Hinweise rechts der Bilder (©Z+B) zeigen, dass Vieles schon bei der Planung zu berücksichtigen ist.

    1

    Verlegen der Rohrdurchführungen

    auf der Schalung

    2

    Verlegen der unteren Bewehrungslage


    Falls erforderlich, Montage der Abstandhalter für die Rohrleitungen

    3

    Verlegen der Rohrleitungen nach Verlegeplan

    Rohrleitungen müssen in einer Ebene liegen

    Sackbildung (Hoch-, Tiefpunkte) der Leitungen unbedingt vermeiden

    4

    Befestigung mittels Kabelbinder

    Kollisionen vermeiden

    Ummanteln der Metallbauteile mit Isolierband

    5

    Verlegen der oberen Bewehrungslage

    Hoch-, Tiefpunkte vermeiden

    7

    Komplettierung der Verlegearbeiten

    Druckprobe der Rohrleitungen

    Betonieren des Bauteils unter
    Aufrechterhaltung des Drucks, Druck laufend prüfen!

    Prüfdruck rund 2,5 – 3 bar bei gasförmigen Prüfmedien und 4 – 6 bar bei Wasser als Prüfmedium

    8

    Die Rohrleitungen dürfen bei den Betonierarbeiten nicht beschädigt werden.

    Anbringen der Schutzvorrichtungen für Rohrverteilungen und Manometer


    Übergabe an das nächste Gewerk

    • Gebäudetechnik

      Welches Energiekonzept ist für ein Gebäude mit TBA grundsätzlich möglich?

      1. Solarthermie (Pufferspeicher mit Bypass, Abbildung)
      2. Photovoltaik und Wärmepumpe
      3. Strom über Wärmepumpe - möglichst hoher Anteil Erneuerbarer Energie (vorwiegend Windenergie) 
      4. Fernwärme
      5. Kombination mit Erdspeicher/Sondenfeld

       

      Wie findet man aus diesen fünf Varianten die geeignete? 

      Dazu sind einige Vorarbeiten erforderlich:  

      • Standortanalyse: Klimadaten, HGT, Solarpotential (PV, ST), Beschattung, Fernwärmeanschlussmöglichkeit, Eignung des Untergrundes für energetische Nutzung etc.
      • Nutzungsanforderungen: Thermischer Komfort Sommer/Winter, warmer Heizkörper gewünscht?, Anforderungen an die Regelung, Warmwasserbedarf; Platz für Speicher, Grad der Energie-Autarkie etc.

      • Die Auslegung der TBA (Registerfläche, Positionierung, Temperaturniveaus ect.) können Sie - sobald Sie eine Heizlast ermittelt haben - mit dem einfachen Excel-Rechner rasch abschätzen.

       

      Diskussion von Varianten: 

      Energieversorgung über Solarthermie

      + Nutzung von Sonnenenergie vor Ort

      + hohe Deckungsgrade trotz geringem Pufferspeichervolumen

      + hohe Deckungsgrade bei vergleichsweise niedrigen Investitionskosten

      + einfache und robuste Technologie

      + größtmögliche Unabhängigkeit von Energieversorgern erreichbar

      + geringste CO2-Emissionen erreichbar

      – Meteorologie und Topologie der Umgebung beeinflussen den Deckungsgrad

      – Energieertrag im Sommer oftmals nicht voll nutzbar, ev. an Nachbargebäude

      – aktive oder passive Kühlung ohne zusätzliche Systeme nicht möglich

       Solarthermie

       

      Photovoltaik und Wärmepumpe

      + Nutzung von Sonnenenergie vor Ort

      + geringe Energiekosten, aber Verbindung zum Stromnetz vorhanden

      + solarer Energieertrag auch außerhalb der Heizperiode voll verwertbar

      + aktive oder passive Kühlung mit geringen zusätzlichen Investitionen möglich

      + lediglich ein Energieträger für die gesamte Versorgung eines Gebäudes

      – solarer Ertrag zum Zeitpunkt des höchsten Bedarfs an Wärme sehr beschränkt

      – Meteorologie und Topologie der Umgebung beeinflussen die Systemperformance

      PV

        

      Windenergie und Wärmepumpe

      + einfache und robuste Technologie

      + geringe Investitionskosten

      + geringe Energiekosten (Wärmepumpe arbeitet sehr effizient)

      + lediglich ein Energieträger für die gesamte Versorgung eines Gebäudes

      + aktive oder passive Kühlung mit geringen zusätzlichen Investitionen möglich

      + keine Beeinflussung der Architektur durch Solarkollektoren etc.

      + Meteorologie und Topologie der Umgebung beeinflussen die Effizienz nicht

      – Abhängigkeit vom Energieversorger (aber: neue Angebote zu erwarten)

      – Energiekosten abhängig von den jeweiligen Stromtarifen

      Regelstrategie

      Abbildung: Das Grundprinzip der Regelstrategie zur Speicherung von thermischer Energie aus Netzstrom innerhalb der Gebäudestruktur (S. Handler, 2015). Windfreigabe steht für billigen Strom eines Windkraft-Energieversorgers.

      Spezielle Stromtarife dazu bieten derzeit aWATTar  und ENAMO  sowie die WEB an. Die Wärmepumpe wird in Zeitfenstern mit günstiger oder kostenloser Energie aktiviert. Ohne Komfortverlust kann man so die Energiekosten um bis zu 20 Prozent senken. 

      Damit man diesen neuen Stromtarif nützen kann, ist aktuell zu beachten:

      aWATTar bietet den Tarif "Hourly" und das Hardware- und Softwarepaket SYNCER (Betaversion) an. Optimiert wird damit der Stromverbrauch der Wärmepumpe unter Berücksichtigung von: Strompreis an der Börse, eigene PV-Anlage, Außentemperaturvorhersage. SYNCER ist prinzipiell mit allen Wärmepumpen kompatibel, die “Smart Grid Ready” sind.

      Einziger Anbieter für eine Wärmepumpe, die die technischen Voraussetzungen für den ENAMO Tarif derzeit schon erfüllt, ist die KNV Energietechnik GmbH. Der Haushalt muss in jedem Fall einen freigeschalteten Smart Meter haben und die Wärmepumpe braucht auch Zugang zum Internet. 

      Mehr zu Wärmepumpe

       

      Unterlagen

    • Wirtschaftliche Aspekte

      Bevor es um die Frage geht, ob Bauteilaktivierung wirtschaftlich ist, sind einige Punkte zu klären:

       

      1. Welche Kosten beziehen wir ein, wie sind unterschiedliche Kostenarten definiert?

      • Kosten sind definiert in ÖNORM B 1801-1. Qualitäten wie Komfortgewinn und Umweltnutzen könnten auch monetär bewertet werden, was aber meist nicht geschieht.
      • Für die fünf Phasen der Kostenermittlung (Grundlagenermittlung - Kostenrahmen, Vorprojekt - Kostenschätzung, Entwurf - Kostenberechnung, Vergabe - Kostenvoranschlag, Inbetriebnahme - Kostenfeststellung) sind die entsprechenden Inputdaten (Richtkosten, Kalkulationsgrundlagen) einzubringen.

       

      2. Welche Art der Wirtschaftlichkeitsberechnung ist geeignet?

      • Zur Wahl stehen Statische Amortisation, Barwert-, Annuitätenmethode.
      • Wirtschaftlichkeitsberechnungen sollten möglichst Gesamtkosten vergleichen. Die Annahmen zur Lebensdauer, Zinssätzen und Energiepreisentwicklung beeinflussen das Ergebnis maßgeblich.
      • Für realistische Ergebnisse Raumtemperatur nicht unbedingt normgemäß mit 20 °C annehmen, ggf. eher 23 °C.
      • Ermittlung der Betriebskosten unter Einbeziehung spezieller Tarifmodelle für Strom

       

      3. Welche Hilfsmittel stehen zur Verfügung?

      • Für rasche Abschätzungen kann der Heizrechner,
      • für umfassendere Berechnungen das frei verfügbare Excel-Programm econ calc verwendet werden (s.u.) In econ calc kann das gesamte Gebäude eingegeben werden, aber auch nur die Systeme, die verglichen werden sollen (z.B. Bauteilaktivierung - Radiatorenheizung). Bedingen die Systeme unterschiedliche Gebäudehüllen, sind die entsprechenden Kosten und Energieverbrauchswerte zu berücksichtigen.

       

      Kosten - Orientierungswerte 

      Aus den Ergebnissen von Ausschreibungen für größere Objekte (>1000 m²) in Ostösterreich, darin enthalten sind das gesamte Rohrmaterial samt Verbindungs - und Formstücken, Befestigungsmaterial und Anbindeleitungen bis zu den Verteilern, die Arbeit des Verlegens und die Druckprobe, Preisbasis 2017: 

      Richtwert für  die Ausführung der TBA in einem größeren Objekt: 35 - 50 € /m

        

      Beispiel Bauteilaktivierung Donau Universität Krems

      Herstellungskosten  65,- EUR/m² (Preisbasis 2005); mit sämtlichen Anbindeleitungen und Fittings, mit allen Regel- und Steuerkomponenten und regeltechnischer Software, ohne Kälteerzeugung (Peter Holzer)

      Vergleich der Kosten für Fußbodenheizung mit TBA 

      In einem Vortrag über TBA in Krankenhäusern (Doppelbauer 2017) werden für TBA Materialkosten von 7.- EUR/m2  gegenüber 12 .-/EUR/m2 für Fußbodenheizung genannt. Zwar muss man die hier genannte Aufstellung kritisch hinterfragen, da manche Positionen fehlen/bzw auch ohne FBH notwendig sind, aber dass die Bauteilaktivierung keinesfalls teuer ist als die Fußbodenheizung, lässt sich auf jeden Fall aus dieser und auch anderen Arbeiten bestätigen.

      Vergleich mit Kosten für Heizkörper

      In einer Untersuchung des Passivhausinstituts (Krick,B. 2017 Wärmeversorgungskonzepte in Niedrigenergie- und Passivhäusern im ökonomischen Vergleich) werden für die Kosten der Wärmeverteilung mittels TBA Kosten von 1,0 bis 1,5 € /W erforderlicher Heizleistung genannt. Es zeigt sich, dass die Kosten für die Aktivierung der Decke niedriger sind als die Alternativkosten für Heizkörper.

        

      Von günstigen Strompreisen profitieren

       

      hourly

      Abbildung: Strompreis des Tarifmodells Hourly von aWATTar, Wind- und PV-Strom. Eine Episode, die die Preisschwankungen erkennen lässt. Bei üblichen Stromtarifen werden die Preisschwankungen nicht an den Endverbraucher weitergegeben, bei derartigen Spezialtarifen schon. Mehr siehe Gebäudetechnik

       

      → Mehr zu Wirtschaftlichkeit und Förderungen: klimaaktiv E-Learning Kosten und Förderungen

       

      Unterlagen für Wirtschaftlichkeitsberechnungen:

    • Bauplanung, Baumanagement

      Planungsprozesse für Gebäude werden zunehmend komplex. Das liegt an der Anzahl der Planungsbeteiligten, an der Vielzahl an Werkzeugen (BIM, thermische Gebäudesimulation u.v.m.). Bautechnik und Gebäutetechnik können nicht mehr getrennt bearbeitet werden. 

      Vorschläge zur Gestaltung von Planungsprozessen finden Sie in den Unterlagen Integrale Planung und Integrale Planung mit klimaaktiv

      Worauf es besonders ankommt: 
      • Die Aufgaben der Planungskoordination im Zusammenhang mit TBA kennen – einen Integralen Planungsprozess konzipieren
      • Adaption des Bauzeitplans für die für BTA erforderlichen Planungs- und Ausführungsleistungen
      • Formulierung bzw. Auswahl der der erforderlichen rechtlichen Vereinbarungen (Vorbemerkungen, Haftung etc.)
      • Kalkulation der erforderlichen Leistungen für das eigene und fremde Gewerke
      • Auswahl und Zusammenstellung der für TBA erforderlichen LBH – Positionen in den entsprechenden Leistungsverzeichnissen
      • Prüfung von Angeboten über BTA aus rechtlicher, technischer und kaufmännischer Sicht

       

      Unterlagen: 

    • Bauvorbereitung bis Inbetriebnahme

      Bauvorbereitung, -durchführung und Inbetriebnahme

       

      Worauf besonders zu achten ist:

      Tabuzonen: bei der Planung sind Bereiche, die nicht aktiviert werden dürfen, festzulegen. Tabuzonen für die Verlegung werden z.B. durch den Statiker auf Grund der Bewehrungsdichte im Stützenbereich festgelegt. Diese Zonen sind bei der Ausführung einzuhalten!

      Montagestreifen sind bei oberflächennaher Bauteilaktivierung für die Montage von Trockenbauwänden zu berücksichtigen. 

      TBA-Anschlussdosen: Ändern sich im Laufe der Nutzung die Anforderungen an die TBA, können durch den Einbau von Anschlussdosen in der Bauphase zusätzliche Komponenten nachträglich integriert werden. Über die TBA-Anschlussdose können z.B. Deckensegel mit Kühldecken zusätzliche Kühl-/Heizleistung angeschlossen werden.

      In den Ausführungsplänen berücksichtigt der Planer: Schnitte, Durchbrüche, Koordination mit anderen Einbauten. Abgehängte geschlossenen Decken sind in Bereichen aktivierter Rohdecken nicht zulässig. Die Montage von offenen, abgehängten Rasterdecken muss im Einzelfall fundiert geprüft werden.

      HKLS: Ausführung gemäß Verlegeplänen, Schemata (Achsmasse der Rohrleitungen kotiert)

      Werkzeug

      Abbildung: Werkzeug (Z+B)

       

      Statik: Schalungs und Bewehrungspläne: Abstimmungsbedarf vor allem bei den Anschüssen/Ausleitungen im Zusammenhang mit Stützen, Balken

      Betonierarbeiten: Die Betongüte ist für die Anwendung als Energiespeicher nicht wichtig. Eingebaut wird handelsüblicher Konstruktionsbeton mit entsprechender Konsistenz, mit genügend Feinteilen.

      • Vor Beginn der Betonierarbeiten Sichtkontrolle der verlegten Module/Rohrleitungen: Ausrichtung der Abstandshalter  kontrollieren. Defekte Abstandshalter austauschen, verdrehte Abstandshalter ausrichten. 
      • Beton sorgfältig verdichten. Intensiver Kontakt zwischen Beton und Rohr ist wichtig, möglichst dichtes Betongefüge, keine Risse, keine Nester im Beton. Vorsicht beim Rütteln!
      • Rohre und Schläuche nicht verdrücken (begehen, Kübel leeren, zu steifen Beton mit Rüttler treiben).
      • Zu steifer Beton kann zu Verdrückungen und Verschiebungen der Leitungen sowohl beim Einfüllen als auch beim Verdichten führen.
      • Drücken verformte Bewehrungseisen oder andere Deckeneinbauteile das Rohr auf die untere Schalungsebene, so ist dies zu korrigieren.
      • Rohre neigen zum Aufschwimmen, müssen durch Kabelbinder in Position gehalten werden.
      • Druck in den Manometern beobachten, Abfall zeigt Beschädigung an.
      • Rohrabnahme analog Bewehrungsabnahme durchführen.

       

      Maximale Bohrtiefe, alle Beteiligten darauf hinweisen! Auch alle späteren Gebäudenutzenden, Handwerker etc. Obwohl allen klar ist, dass das Anbohren der Rorregister zu vermeiden ist, kann es trotzdem passieren. Der Schaden kann und muss behoben werden, durch Stilllegen des Heizkreises (Funktion muss sichergestellt bleiben) oder Freilegen des Bereiches und Ersatz des Rohrstückes. In dem Fall kann die Empfehlung, keine Kupplung in der Betondecke, nicht mehr eingehalten werden. 

       

      Herstellerinformation

      Technische Information Betonkernaktivierung REHAU

      Montageanleitung Betonkerntemperierung REHAU

      Montageanleitung Betonkernaktivierung UPONOR

      Technische Information Lotter-Roth - Thermosystem

      • Modellierung und Simulation

        Möglichkeiten der Simulation im Gebäudebereich

        Je größer, komplexer und innovativer ein Gebäude, je höher der Aufwand für Engineering, desto eher bringen Simulationen Vorteile. 

         

        Was kann modelliert werden?

        Zu unterscheiden ist zwischen thermischer Simulation der Gebäudehülle und thermischer Systemsimulation. Die Modellierung kann umfassen: 

        • Komponenten
        • Teilsystem
        • Gesamtsystem (Regelstrategie für definierte Betriebsfälle)

         

        Simulationen sind prinzipiell ein mächtiges Werkzeug zur Optimierung. 

        • Wechselwirkung Gebäude ↔ Gebäudetechnik
        • Dynamische Lastverläufe → Gesamtsystemoptimierung
        • Regelstrategien – wann läuft welches System?

         

        Speziell für TBA sind für die Optimierung besonders relevant, Beispiele:

        • Eingriffspunkte Regelung, z.B. Umschaltpunkte, free-cooling, ... abhängig von Außen-/Raumtemperatur etc.
        • Auskühlverhalten, Definition des Komfortbandes 
        • Regelstrategien können vorab optimiert werden, indem reale Regler mit Daten aus Simulationen gefüttert werden
        • Die Auswahl von Wärmepumpen - ist höhere Leistung für schnelleres Einspeichern von Wärme sinnvoll?
        • Maßnahmen und deren Beitrag zu Gesamtenergiebedarf, Effizienz, CO2

         

        Auskühlverhalten

        Abbildung: 144 Stunden ohne Nachheizung kann dieser simulierte Wohnraum mit TBA im Bereich des definierten Komfortbandes von 2 °C gehalten werden; am Auslegungstag, d.h. dem kältesten für jede Heizungsauslegung betrachteten Tag. 

         

        Die Anforderungen an eine Simulation muss der Auftraggeber (im Sinne eines Pflichtenheftes) stellen. Simuliert werden kann sehr Vieles. Um sich nicht zu verzetteln, gilt: so einfach wie möglich - so komplex wie notwendig!

         

        Beispiele und Projekte

        Eine einfach anwendbare Simulation bietet Thesim für das thermische Verhalten eines Raumes im periodisch eingeschwungenen Zustand (Periodenlänge: 1 Tag). Für Sommertauglichkeitsuntersuchungen (gemäß EN ISO 13791 oder ÖNorm B 8110-3) geeignet. http://www.thesim.at

        Katharina Eder: Büro- und Geschäftsgebäude POST AM ROCHUS, 1030 Wien; bei diesem Projekt wurde das Betriebsverhalten mittels Gebäudesimulation bereits vorab optimiert. https://nachhaltigwirtschaften.at/

        Simon Handler: Steigerung der Effizienz von kleinvolumigen Wohnbauten durch solarthermische Aktivierung von Betondecken. Dissertation an der Technischen Universität Wien, 2013.

        Thomas Bednar, Simon Handler, Sabine Wolny: Thermische Behaglichkeit mit Ziegel und Beton (Forschungsprojekt im Auftrag der BAUAkademie Lehrbauhof Salzburg), Wien, 2015

        Heimrath Richard: Simulation, Optimierung und Vergleich solarthermischer Anlagen zur Raumwärmeversorgung für Mehrfamilienhäuser. Dissertation an der Technischen Universität Graz, 2004

        Thomas Bednar, Karl Ponweiser, Dominik Bothe, Matthias Gladt, Maximilian Neusser, Sabine Wolny, Simon Handler, Barbara Alexander-Bittner: SolCalc – Entwicklung eines normierbaren Rechenalgorithmus für die Energieverbrauchsabschätzung und die Energieausweiserstellung von Wohngebäuden mit einem solaren Deckungsgrad bis 100% unter Berücksichtigung optimaler Einbindung von Biomasse und Wärmepumpen, Wien, 2014

        Friembichler Felix, Bednar Thomas, Handler Simon, Gladt Matthias, Neusser Maximilian, Hofer Richard, Schöberl Helmut: Thermische Bauteilaktivierung – Entwicklung eines Rechenkerns; TBA-CALCBundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie Wien, 2013.

        Thomas Bednar, Simon Handler, Sabine Wolny: Solares Heizen und Klimatisieren über Bauteilaktivierung (Forschungsprojekt im Auftrag der ARGE Bauteilaktivierung), Wien, 2015

        • Beispiele

          Ein Berechnungsbeispiel

          finden Sie im Planungsleitfaden Energiespeicher Beton (S 96 ff.)

          Weiters gibt bereits eine Vielzahl von Gebäuden mit TBA, einige davon wurden auch genauer untersucht und sind gut dokumentiert. Hier finden Sie eine kleine Auswahl: 

           

          Innovationspreis 2010: 

          Die besten Bauwerke mit thermischer Bauteilaktivierung, Dokumentation mit technischer Beschreibung und Darstellungen: energy base Wien, Haus Natol Karrösten, B35 Zürich, Schweiz, Balanced Office Building, Aachen, Deutschland, plus 18 Nominierte, http://www.zement.at/downloads/energiespeicher_beton_2010.pdf 

            

          Einzelprojekte: 

          Projekt QUARTIER 11, Wien: von Kallco mit Peter Holzer entwickeltes Kühl­- und Heizsystem: Im Winter wird durch Erdsonden ein Teil der für Heizen und Warmwasser notwendigen Energie aus der Erdwärme zur Unterstützung für die Fußbodenheizung genützt.  Im Sommer wird dem Gebäude Wärme über die Bauteilaktivierung der Geschoßdecken entzogen und in die Erde rückgeführt, womit der Erdspeicher regeneriert wird. www.wien.gv.at/stadtentwicklung/energie/pdf/plus3-16.pdf (S 11)

          Sissy-Löwinger-Weg 7 / Helmut-Zilk-Park, 1100 Wien, KALLCO, Eigentumswohnungen, Siegerprojekt Bauträgerwettbewerb, Sonnwendviertel - Hauptbahnhof, KLIMA LOOP, Fertigstellung: Frühjahr 2018, Architektur: feld72

          Bildungscampus+, Seestadt Aspern Nord, 1220 Wien

           

          Monitoring-Programm des Klimafonds:

          Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitforschung, www.solare-grossanlagen.at/ geben auch Hinweise zur Wirksamkeit von Bauteilaktivierung in folgenden Projekten: 

          Pfarrzentrum Rif und Betriebsgebäude ETG Sonnenhaus, bei denen Solarwärme im Fundament und in den Decken eines Hauses gespeichert wird. Die Sonne deckte dabei 52 (im Projekt „Pfarrzentrum Rif“) beziehungsweise 97 Prozent (im Projekt „Betriebsgebäude ETG Sonnenhaus“) des jährlichen Wärmebedarfes. 

          Fertigungshalle der Firma HABAU Hoch- und Tiefbau GmbH. Die Wärme aus Sonnenkollektoren mit einer Gesamtfläche von 1.411 m² wird in 2.560 m³ Bauteilmasse (größtenteils in der Bodenplatte) gespeichert. Solare Deckungsgrade von 90 Prozent für die Beheizung der gesamten Fertigungshalle. http://www.acr.ac.at/newsletter/newsletterartikel/grosse-solarthermie-anlagen-arbeiten-zuverlaessig.html 

          Vollsolar beheizter und gekühlter Baumarkt, Wiener Straße 246, 2013 Göllersdorf. Der Baufachmarkt mit einer beheizten BGF von rund 425 m² und einem beheizten Bruttovolumen von ca. 2.400 m³ wird ausschließlich mit einer thermischen Solaranlage im Ausmaß von 108 m² beheizt und mit Warmwasser versorgt. Die gewonnene thermische Solarenergie wird über den Wärmespeicher Beton zur Wärmeversorgung genutzt. Aktivierte Speichermassen im Ausmaß von rund 150 m³ (Bodenplatte) sowie die nicht aktivierten Speichermassen der Hülle ermöglichen es, die solaren Erträge über einen langen Zeitraum intelligent zu verspeichern und entsprechend zu nutzen. Mittels Adsorptionskältemaschine werden in den Sommermonaten die Bauteile solar gekühlt. Zusätzlich wird ein Pufferspeichersystem in der Größenordnung von 7.000 l Heizungswasserspeicher in Verbindung mit Hygiene-Frischwassertechnik die Warmwasserversorgung sicherstellen sowie ein 2.000 l Kältespeicher für die sommerliche Kühlung Verwendung finden. https://www.klimafonds.gv.at/assets/Uploads/Projektberichte/2015/Solare-Groanlagen-2015/20160810_Aichinger-Hoch-und-Tiefbau-GmbH_Solare-Grossanlagen-2015_ZB_B568409_KR15ST6K12586.pdf

          Gärtnerei Bach – Solare Bauteilaktivierung, Hänischgasse 17, 1220 Wien. Der Erweiterungsbau mit einer beheizten BGF von rund 1.200 m² und einem beheizten Bruttovolumen von ca. 6.300 m³ wird zusätzlich zur Biomasse-Grundheizung (Pellets) mit einer thermischen Solaranlage im Ausmaß von 116 m² beheizt und mit Warmwasser versorgt. Die gewonnene thermische Solarenergie wird über den Wärmespeicher Beton zur Wärmeversorgung genutzt. Als Besonderheit wird zum Abfedern der kühlen Nachttemperaturen, welche dem Pflanzenwachstum nicht zuträglich sind, eine Energiespeicherwand mit einem Gesamtvolumen von 50 m³ und einer Masse von ca. 130.000 kg Beton errichtet. Zusätzlich wird der Boden in der Arbeitshalle bauteilaktiviert, um hier ein angenehmes Arbeitsklima zu schaffen. Massive Gehwege zwischen den Pflanztrögen im Gewächshaus werden mit einer Bauteilaktivierung ausgestattet. Diese Speichermassen ermöglichen es, die solaren Erträge über einen längeren Zeitraum entsprechend zu nutzen. Zusätzlich wird ein Pufferspeichersystem in der Größenordnung von 20.000 l in Verbindung mit Hygiene Frischwassertechnik die Warmwasserversorgung sicherstellen.  https://www.klimafonds.gv.at/assets/Uploads/Projektberichte/2015/Solare-Groanlagen-2015/20160810_Gaertnerei-Eveline-Bach_Solare-Grossanlagen-2015_ZB_B568405_KR15ST6K12465.pdf

          Vollsolar versorgter Pfarrhof, Kirchenstraße 1, 5300 Hallwang. Der Erweiterungsbau mit einer beheizten BGF von 264 m² und einem beheizten Bruttovolumen von ca. 1.100 m³ wird mit einer thermischen Solaranlage in der Fassade im Ausmaß von 54 m² beheizt und mit Warmwasser versorgt. Die gewonnene thermische Solarenergie wird über den Wärmespeicher Beton zur Wärmeversorgung genutzt. Die Wärmeverteilung erfolgt über den optimierten Wärmespeicher Beton in der Bodenplatte sowie in der Decke über KG. Zusätzlich fungiert ein 3.000 l Pufferspeichersystem als Trennspeicher und als Warmwasserspeicher. Somit kann ein nahezu 100%iger solarer Deckungsgrad für den Heiz- und Warmwasserwärmebedarf erreicht werden. Überschüsse aus der thermischen Solaranlage dienen der Smart Cities Philosophie folgend zur Wärmeversorgung des Bestandsgebäudes. Für eine langanhaltende Schlechtwetterperiode kann das im Bestandsgebäude installierte Gas-Brennwertgerät als Back-Up herangezogen werden. https://www.klimafonds.gv.at/assets/Uploads/Projektberichte/2015/Solare-Groanlagen-2015/20160810_Roem-Kath-Pfarre-St-Martin_Solare-Groassnlagen-2015_ZB_B568513_KR15ST6K12477.pdf

          Passivhaus mit Beton-Langzeitspeicher, Pfaffstätten, Niederösterreich, 2012, 50 cm dicke Bodenplatte (ohne Trittschall und Estrichplatte), mit Heizungsrohren in der mittleren Lage, HWBREF 5,7 kWh/m²a; Energieversorgung durch am Dach steil aufgestellte Vakuum-Röhrenkollektoren. Als Wärmezentrale und Wärmeverteilstation dient ein geschichteter Puffer mit Heizungswasser. Dieser verteilt die Wärme in die Betonbauteile, ermöglicht die Nachheizung der Lüftung, falls erforderlich, und sorgt für hygienisches Warmwasser über einen Wärmetauscher im Durchflussprinzip. Eine Fotovoltaikanlage ergänzt die „Sonnenenergie-Ernte“ und liefert Energie für den Betriebsstrom, Hilfsenergien und allfällige Nachheizungen. http://kaeferhaus.at/images/veroeffentlichungen/02_13_bauteilaktivierung_wohnbau

                     

          Förderung von Projekten:

          Wien MA20: Geschoßwohnbauten: https://www.wien.gv.at/stadtentwicklung/energieplanung/pdf/foerderrichtlinie-waermespeicher.pdf